L'EXPANSION DE L'UNIVERS...

 

Cela va vous paraître bizarre mais depuis le début de son existence (soit depuis environ 13,8 milliards d'années), l'Univers... grandit ! Ou plutôt se dilate.

L'Univers

Comme on le sait tous, l'univers est "né" il y a environ 13,8 milliards d'années "grâce" au Big Bang et ne cesse de grandir mais cela ne veut pas dire qu'il y a plus de galaxies, de planètes ou d'étoiles, mais que l'espace entre elles augmente comme si l'on tirait sur un élastique. Du vide se "crée".

À quelle vitesse l'Univers se dilate-t-il ?

Pour le mesurer les scientifiques ont recours à deux méthodes différentes.
La première, appelée méthode des chandelles consiste à observer de lointaines supernovæ dans d'autres galaxies. Celles-ci brillant énormément pendant plusieurs jours, on peut calculer la vitesse à laquelle l'Univers se dilate en mesurant les variations des caractéristiques de la lumière émise. 

En effet, plus l'Univers se dilate, plus l'espace entre les galaxies augmente, donc plus lointaines sont les supernovæ, de plus lorsqu'une lumière s'éloigne ou se rapproche de nous à une très grande vitesse, elle a tendance à changer de couleur. Ainsi en mesurant ces différentes propriétés, les scientifiques peuvent calculer la vitesse à laquelle elles s'éloignent de nous. Cela s'appelle le "paramètre de Hubble" noté H. Cette méthode leur donne 73 km/s/mégaparsec.
La deuxième méthode, plus théorique, consiste à utiliser les constituants de l'Univers (énergie et matière), leurs propriétés et leurs lois d'interaction, et à reconstituer une image de l'Univers aujourd'hui à partir d'une image de l'Univers 300 000 ans après le Big Bang, à l'aide d'un ordinateur. Ainsi, en "mélangeant" dans un ordinateur les quantités de matière classique, d'énergie classique et noire avec des équations et en rajoutant le paramètre de Hubble, les scientifiques obtiennent une image de l'Univers tel qu'il devrait être aujourd'hui. Donc si l'image ne correspond pas à leurs observations actuelles, ils modifient H. Pour que leur résultat soit correct, H doit faire 67 km/s/mégaparsec.

Quel résultat ?

Le problème est que l'on se retrouve maintenant avec deux valeurs de H très différentes : 73 km/s/mégaparsec et 67 km/s/mégaparsec. De plus, on ne sait pas laquelle des deux garder puisque les deux méthodes sont justes théoriquement. Les physiciens sont donc partagés. En effet, il est possible que des erreurs aient été commises dans une des deux méthodes, voire dans les deux. Ces erreurs pourraient être corrigées en approfondissant ce que l'on sait sur le mécanisme des supernovæ dans le cas de la méthode des chandelles, et par l'ajout d'autres facteurs (éventuellement des particules élémentaires inconnues) ou par la modifications de certaines valeurs dans le cas de la deuxième méthode.

Nous n'avons donc pas de vitesse de dilatation de l'Univers exacte mais plutôt un ordre de grandeur.

 Avis personnel :

J'ai trouvé cet article très intéressant bien qu'un peu complexe. Il a fait naître des questions dans ma tête auxquelles il ne répondait pas, comme : qu'y avait-il avant que l'Univers ne naisse ? Qu'est-ce qui a déclenché le Big Bang ? Comment l'énergie et la matière sont-elles apparues ou se sont-elles créées ? Comment se fait-il que l'Univers se dilate ? Est-ce dû à la propagation des ondes de l'explosion (Big Bang) à travers l'espace ? Jusqu'où l'Univers s'étendra-t-il ?, etc.

Sources :

Sciences et Vie Junior n°332, Mai 2017, pages 54-59
 https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/opo1001a.jpg

Madeleine Soubiran 3°A